JPH0295435A - マイクロ波放射を利用する結晶化方法 - Google Patents
マイクロ波放射を利用する結晶化方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は水性結晶化媒体からの物質の結晶化方法に関す
る。
る。
〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題〉天然物
、合成品を問わずゼオライト物質がさまざまな種類の炭
化水素転化反応で触媒特性を有していることがこれ迄に
知られている。かなりのゼオライト物質はX線回折によ
って決定される明確な結晶構造を有し、その内に多数の
小さな空洞があり、その空洞が更に小さな孔路又は細孔
によって相互連結されている規則正しい、多孔質の結晶
性メタロシリケートである。あるき1つたゼオライト物
質ではこれら空洞と細孔の大きさが均一である。これら
の細孔の寸法はある大きさの吸着分子を受入れ、より大
きな寸法の分子を斥けるので、これらの物質は1モVキ
ユラーシープ(分子篩)#とじて知られるよりになり、
これらの特性な活用してさまざまの方法で利用されてい
る。
、合成品を問わずゼオライト物質がさまざまな種類の炭
化水素転化反応で触媒特性を有していることがこれ迄に
知られている。かなりのゼオライト物質はX線回折によ
って決定される明確な結晶構造を有し、その内に多数の
小さな空洞があり、その空洞が更に小さな孔路又は細孔
によって相互連結されている規則正しい、多孔質の結晶
性メタロシリケートである。あるき1つたゼオライト物
質ではこれら空洞と細孔の大きさが均一である。これら
の細孔の寸法はある大きさの吸着分子を受入れ、より大
きな寸法の分子を斥けるので、これらの物質は1モVキ
ユラーシープ(分子篩)#とじて知られるよりになり、
これらの特性な活用してさまざまの方法で利用されてい
る。
天然及び合成品の両方で、か\るモレキュラーシーブに
は非常にさまざまの、陽イオンを含有する結晶性メタロ
シリケートがある。例えばアルミノシリケートの場合、
これらの物質は酸素原子を共有することによって四面体
が架橋し、アルミニウム+珪素原子の合計対酸素原子の
比が1:2である5406とAffl、四面体の強固な
三次元骨格として記述できる。アルミニウムを含有する
四面体の原子価はカチオン、例えばアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属カチオンの結晶内混在によってバランス
されている。このことは、アルミニウムのさまざまのカ
チオン、例えばCaI2. Sr/2、Na、K又は
Liの合計数に対する比がIK等しいことで示される。
は非常にさまざまの、陽イオンを含有する結晶性メタロ
シリケートがある。例えばアルミノシリケートの場合、
これらの物質は酸素原子を共有することによって四面体
が架橋し、アルミニウム+珪素原子の合計対酸素原子の
比が1:2である5406とAffl、四面体の強固な
三次元骨格として記述できる。アルミニウムを含有する
四面体の原子価はカチオン、例えばアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属カチオンの結晶内混在によってバランス
されている。このことは、アルミニウムのさまざまのカ
チオン、例えばCaI2. Sr/2、Na、K又は
Liの合計数に対する比がIK等しいことで示される。
在来の方法を用いである種類のカチオンを全部でも一部
分でも別の種類のカチオン忙交換することができる。か
\るカチオン交換によって、カチオンを適切に選択する
ときまったアルミノシリケート又は他のメタロシリケー
トゼオライトの性質を変えることが可能である。脱水前
は四面体間の空間は水の分子によって占められている。
分でも別の種類のカチオン忙交換することができる。か
\るカチオン交換によって、カチオンを適切に選択する
ときまったアルミノシリケート又は他のメタロシリケー
トゼオライトの性質を変えることが可能である。脱水前
は四面体間の空間は水の分子によって占められている。
先行技術の方法で多数の合成多孔質結晶性メタロシリケ
ートゼオライトが形成されている。これらのゼオライト
は若干を挙げて次に示すように、ゼオライ)A(米国特
許第2.882,243号)、ゼオライトL(同第3,
130.006号)、ゼオライトX(同第2,882.
244号)、ゼオライトY(同第3,130,007号
)、ゼオライ)g&−5(同第3,247,195号)
、ゼオライトベータ(同第3,308゜069号)、ゼ
オライ)KK−4(同第3314752号)、ゼオライ
トZSM−4(英国特許第1.117.568号)、ゼ
オライトZIM−5(米国特許第3,702,886号
、現在、再発行米国特許第29,948号)、ゼオライ
トZSM−11(米国特許第3709979号)、ゼオ
ライトZSM−12(同第3,832,449号)、ゼ
オラ()ZSM−20(同第3,972,983号)、
ゼオライトZSM−22、ゼオライトZ:5M−23(
同第4.076,842号)、ゼオライトZsM−34
、ゼオライトZ:5M−35(同第401&245号)
、ゼオライトZ!IM−39<同第4,259.306
号)、ゼオライトZSM−21(同第4.046.85
9号)、ZSM−48<同第4,375.573号)、
!;SM−51(同第4,56、654号)、ゼオライ
トI:U−1(ヨーロッパ特許出願第0042226号
)、ゼオライトEU−2(英国特許出願GE20777
09A)、ゼオライトEU−4(ヨーロッパ特許出願W
J0063436号)、及びゼオライトNv −6−(
1)及びNU−6−(2)(米国特許第4.397,8
25号)、文字又は他の便利な記号を用いて表わされる
ようになっている。
ートゼオライトが形成されている。これらのゼオライト
は若干を挙げて次に示すように、ゼオライ)A(米国特
許第2.882,243号)、ゼオライトL(同第3,
130.006号)、ゼオライトX(同第2,882.
244号)、ゼオライトY(同第3,130,007号
)、ゼオライ)g&−5(同第3,247,195号)
、ゼオライトベータ(同第3,308゜069号)、ゼ
オライ)KK−4(同第3314752号)、ゼオライ
トZSM−4(英国特許第1.117.568号)、ゼ
オライトZIM−5(米国特許第3,702,886号
、現在、再発行米国特許第29,948号)、ゼオライ
トZSM−11(米国特許第3709979号)、ゼオ
ライトZSM−12(同第3,832,449号)、ゼ
オラ()ZSM−20(同第3,972,983号)、
ゼオライトZSM−22、ゼオライトZ:5M−23(
同第4.076,842号)、ゼオライトZsM−34
、ゼオライトZ:5M−35(同第401&245号)
、ゼオライトZ!IM−39<同第4,259.306
号)、ゼオライトZSM−21(同第4.046.85
9号)、ZSM−48<同第4,375.573号)、
!;SM−51(同第4,56、654号)、ゼオライ
トI:U−1(ヨーロッパ特許出願第0042226号
)、ゼオライトEU−2(英国特許出願GE20777
09A)、ゼオライトEU−4(ヨーロッパ特許出願W
J0063436号)、及びゼオライトNv −6−(
1)及びNU−6−(2)(米国特許第4.397,8
25号)、文字又は他の便利な記号を用いて表わされる
ようになっている。
アルミニウム以外の又はアルミニウムと共に、別の骨格
元素、例えば硼素、鉄、チタン、ジルコニウム、ゲルマ
ニウム、ガリウム等を含有するゼオライトが特に米国特
許第3.328,119;3,329.480;3,3
29,481 ;4.414.423及び4,417,
088号から知られている。
元素、例えば硼素、鉄、チタン、ジルコニウム、ゲルマ
ニウム、ガリウム等を含有するゼオライトが特に米国特
許第3.328,119;3,329.480;3,3
29,481 ;4.414.423及び4,417,
088号から知られている。
合成ゼオライトは一般に、結晶化反応媒体として所望の
酸化物及び他の必要成分の水浴液を調製し、その次に加
熱、加圧下でゼオライトを結晶化させて製造される。
酸化物及び他の必要成分の水浴液を調製し、その次に加
熱、加圧下でゼオライトを結晶化させて製造される。
ゼオライトでは無いがゼオライトに特有の接触的吸着及
び/又は触媒特性を示す別の徨類の多孔質結晶性物質が
知られている。米国特許第4,310.440号と第4
.385994号には多孔質結晶性アルミノホスフェー
トが記載されており、同第4,440.871号は吸着
剤として及びさまざまの炭化水素転化反応用触媒として
有用な多孔質結晶性シリコアルミノホスフェートを記載
している。同第4,567,029号は、Ate、及び
PO,構造単位の外に格子構成分として、酸素原子く四
面体的に配位している金属MQ、M% Co及びfsの
1種又は2種以上の混合物を含有する、多孔質結晶性金
属アルミノホスフェートを記載している。
び/又は触媒特性を示す別の徨類の多孔質結晶性物質が
知られている。米国特許第4,310.440号と第4
.385994号には多孔質結晶性アルミノホスフェー
トが記載されており、同第4,440.871号は吸着
剤として及びさまざまの炭化水素転化反応用触媒として
有用な多孔質結晶性シリコアルミノホスフェートを記載
している。同第4,567,029号は、Ate、及び
PO,構造単位の外に格子構成分として、酸素原子く四
面体的に配位している金属MQ、M% Co及びfsの
1種又は2種以上の混合物を含有する、多孔質結晶性金
属アルミノホスフェートを記載している。
アルミノホスフェートは燐酸塩の反応性源、アルミナ及
び水と、有機アミン及び第4級アンモニウム塩等の少な
くともL種の構造指向剤即ちテンプレート剤とを組合わ
せて調製した反応混合物の水熱的結晶化によって、製造
される。
び水と、有機アミン及び第4級アンモニウム塩等の少な
くともL種の構造指向剤即ちテンプレート剤とを組合わ
せて調製した反応混合物の水熱的結晶化によって、製造
される。
シリコアルミノホスフェートは、シリカ、アルミナ及び
燐酸塩の反応性の諸源、有機テンプレート、即ち構造指
向剤、これは好1しくは周期律表の第VA族の元素の化
合物である、及び場合によってはアルカリ金属も含有し
ている反応混合物から水熱的に合成される。この両種の
物質のいずれの場合も、反応系に対して不活性である反
応容器中に反応混合物を入れ、通常約2時間乃至約2週
間結晶化する迄加熱する。固体の結晶性反応生成物を濾
過又は遠心分離のよりな便利な方法で次に回収する。
燐酸塩の反応性の諸源、有機テンプレート、即ち構造指
向剤、これは好1しくは周期律表の第VA族の元素の化
合物である、及び場合によってはアルカリ金属も含有し
ている反応混合物から水熱的に合成される。この両種の
物質のいずれの場合も、反応系に対して不活性である反
応容器中に反応混合物を入れ、通常約2時間乃至約2週
間結晶化する迄加熱する。固体の結晶性反応生成物を濾
過又は遠心分離のよりな便利な方法で次に回収する。
ルーシー等“セレクテイブ・エナジー・サプライ・ツウ
・アトシーブト・ウォーター・アンド・ノンクラシカル
・サーマル・プロセス・デユアリング・マイクロウェー
ブ・デバイトレージョン・オブ・ゼオライト“、ジャナ
ール・オブ・フィジカル・ケミストリー、第85巻、第
2199−2203頁(1981年) [Ro%say
at al、、”Smlmc −1(v+ Ene
rgy 5upply To Adsorbed
Water asdNoselasaical Th
ermal Procttas dsringMi
crosna*e Dahydrtxtion a/
Zeolite、−J、Phya。
・アトシーブト・ウォーター・アンド・ノンクラシカル
・サーマル・プロセス・デユアリング・マイクロウェー
ブ・デバイトレージョン・オブ・ゼオライト“、ジャナ
ール・オブ・フィジカル・ケミストリー、第85巻、第
2199−2203頁(1981年) [Ro%say
at al、、”Smlmc −1(v+ Ene
rgy 5upply To Adsorbed
Water asdNoselasaical Th
ermal Procttas dsringMi
crosna*e Dahydrtxtion a/
Zeolite、−J、Phya。
ch−惧、、 85.2199−2203(1981
))から、マイクロ波エネルギーがゼオライトからの水
の脱着に利用できることは知られているが、物質例えば
ゼオライトの結晶化でのマイクロ波エネルギーの利用は
新規なことである。
))から、マイクロ波エネルギーがゼオライトからの水
の脱着に利用できることは知られているが、物質例えば
ゼオライトの結晶化でのマイクロ波エネルギーの利用は
新規なことである。
本発明はマイクロ波エネルギーを利用した結晶化性の生
成物の結晶化方法を提供するものである。
成物の結晶化方法を提供するものである。
く課題を屏決するための手段〉
本発明の方法は、
α)結晶化性の物質及びマイクロ波エネルギーに共振す
る伝熱剤を含む結晶化媒体を調製し; b)結晶化媒体にマイクロ波エネルギーをかけて結晶化
性の物質を結晶化させることを特徴とする結晶化方法で
ある。
る伝熱剤を含む結晶化媒体を調製し; b)結晶化媒体にマイクロ波エネルギーをかけて結晶化
性の物質を結晶化させることを特徴とする結晶化方法で
ある。
く態様の詳細〉
用語1結晶化性の物質(cryatalligabla
mtarial)”とは、結晶化媒体中に当初より存
在する結晶化性の物質(結晶化し得る物質)並びに結晶
化性の物質の前駆体又は形成成分として存在するものを
包含すると理解されたい。
mtarial)”とは、結晶化媒体中に当初より存
在する結晶化性の物質(結晶化し得る物質)並びに結晶
化性の物質の前駆体又は形成成分として存在するものを
包含すると理解されたい。
後者の場合、本発明に従って結晶化媒体にマイクロ波を
かけると反応を進行させ且つ結晶化を実施するのに必要
な熱エネルギーが供給される。
かけると反応を進行させ且つ結晶化を実施するのに必要
な熱エネルギーが供給される。
本発明のか\る結晶化方法の一般的特長は、公知の水熱
的結晶化方法に比してより大きな製造速度で比較的小さ
な結晶を与える能力を有している点にある。その比較的
小さな結晶サイズが触媒中への反応物のそして触媒から
の生成物のより迅速な拡散を可能とするので、か\る結
晶は典型的にはより大きな触媒活性を有する。核生成速
度は温度に大きく左右されぬが、結晶生長はかなり温度
に依存しており、従来の水熱的方法で比較的小さな結晶
を得ようとする場合には、温度を下げてそれに従って結
晶化の実施に畏する時間を長(する。長時間の結晶化時
間は生産性を低下させるだけでな(、所望の結晶性物質
が好ましからざる結晶性物質で汚染される危険を大きく
する。本発明の方法で可能となった予期されぬ程迅速な
結晶化速度が、水熱的結晶化方法を用いて達成できるよ
りも遥かに短時間で、しかもその方法に付随する汚染の
危険性が遥かに少なく、そしてより小さな結晶を得ろこ
とを可能にする。
的結晶化方法に比してより大きな製造速度で比較的小さ
な結晶を与える能力を有している点にある。その比較的
小さな結晶サイズが触媒中への反応物のそして触媒から
の生成物のより迅速な拡散を可能とするので、か\る結
晶は典型的にはより大きな触媒活性を有する。核生成速
度は温度に大きく左右されぬが、結晶生長はかなり温度
に依存しており、従来の水熱的方法で比較的小さな結晶
を得ようとする場合には、温度を下げてそれに従って結
晶化の実施に畏する時間を長(する。長時間の結晶化時
間は生産性を低下させるだけでな(、所望の結晶性物質
が好ましからざる結晶性物質で汚染される危険を大きく
する。本発明の方法で可能となった予期されぬ程迅速な
結晶化速度が、水熱的結晶化方法を用いて達成できるよ
りも遥かに短時間で、しかもその方法に付随する汚染の
危険性が遥かに少なく、そしてより小さな結晶を得ろこ
とを可能にする。
合成ゼオライトの場合、前述の方法が驚くべきことには
公知の水熱的結晶化方法で製造した同一のゼオライトに
比較すると変った形態を有する所望のゼオライトを与え
ることが判明した。
公知の水熱的結晶化方法で製造した同一のゼオライトに
比較すると変った形態を有する所望のゼオライトを与え
ることが判明した。
本発明の方法は広くは結晶化媒体からのあらゆる種類の
物質の結晶化に、そして特に多孔質結晶性物質例えば多
孔質結晶性メタロホスフェート及び多孔質結晶性メタロ
シリケートゼオライトの製造に有効である。
物質の結晶化に、そして特に多孔質結晶性物質例えば多
孔質結晶性メタロホスフェート及び多孔質結晶性メタロ
シリケートゼオライトの製造に有効である。
本質上、結晶性物質をそこで形成できる媒体は本発明の
方法の実施に適している。無機結晶性物質の場合、本発
明の結晶化媒体の必須構成分の一つであるマイクα波エ
ネルギーに共振する伝熱剤は水又は有機化合物例えば炭
化水素、アルキレングリコール例えばエテVングリコー
ル等となり得る。マイクロ波エネルギーを吸収する物質
はマイクロ波と同一の周波数で振動して吸収作用を行な
う。本発明の開示上、伝熱剤がマイクロ波エネルギーを
吸収する時は、伝熱剤がマイクロ波エネルギーに共振す
るものとみなす。これに対して伝熱剤がマイクロ波エネ
ルギーを反射するか又は透過させる時は、それはマイク
ロ波エネルギーに共振しないものとみなす。ここで適当
な非水性結晶化媒体の一つは米国特許第3.503.9
00号に開示されたものである。
方法の実施に適している。無機結晶性物質の場合、本発
明の結晶化媒体の必須構成分の一つであるマイクα波エ
ネルギーに共振する伝熱剤は水又は有機化合物例えば炭
化水素、アルキレングリコール例えばエテVングリコー
ル等となり得る。マイクロ波エネルギーを吸収する物質
はマイクロ波と同一の周波数で振動して吸収作用を行な
う。本発明の開示上、伝熱剤がマイクロ波エネルギーを
吸収する時は、伝熱剤がマイクロ波エネルギーに共振す
るものとみなす。これに対して伝熱剤がマイクロ波エネ
ルギーを反射するか又は透過させる時は、それはマイク
ロ波エネルギーに共振しないものとみなす。ここで適当
な非水性結晶化媒体の一つは米国特許第3.503.9
00号に開示されたものである。
この特許によると伝熱媒体として炭化水素油を含有する
結晶化媒体からゼオライトモレキュラーシーブが結晶化
される。ある物質が本発明の方法で伝熱剤として使用す
るのに適しているか否かは簡単な日常的な試験で容易に
決定できろ。
結晶化媒体からゼオライトモレキュラーシーブが結晶化
される。ある物質が本発明の方法で伝熱剤として使用す
るのに適しているか否かは簡単な日常的な試験で容易に
決定できろ。
例示の目的で本発明の結晶化方法を2槌のゼオライト、
即ち吸収剤洗剤ビルダー等として有用な小細孔ゼオライ
トのゼオライトAのナトリウム型(NaA)、及びゼオ
ライトZSM−5、水素化分解、水素化精製、水素化脱
ろう、オリゴメリゼーション、異性化、不均化、アルキ
ル化、改質等を含めた人混な化学的転化プロセス用の触
媒としCの用途を有する中程度の大きさの細孔のゼオラ
イト、の製造方法に関連させてより詳細に説明する。
即ち吸収剤洗剤ビルダー等として有用な小細孔ゼオライ
トのゼオライトAのナトリウム型(NaA)、及びゼオ
ライトZSM−5、水素化分解、水素化精製、水素化脱
ろう、オリゴメリゼーション、異性化、不均化、アルキ
ル化、改質等を含めた人混な化学的転化プロセス用の触
媒としCの用途を有する中程度の大きさの細孔のゼオラ
イト、の製造方法に関連させてより詳細に説明する。
ゼオライトNaXの製造では、代表的反応物はシリカ源
としてのシリカゲル、珪酸又は珪酸ナトリウムである。
としてのシリカゲル、珪酸又は珪酸ナトリウムである。
アルミナは活性アルミナ、γ−アルミナ、α−アルミナ
、3水和アルミナ又はアルミン酸ナトリウムから得られ
る。ナトリウムイオンを供給し、更11CpB制御を助
けるために水酸化ナトリウム型加えても良い。好ましく
は反応物は水溶性である。適切な割合の反応物の溶液k
、ガラス製又はマイクロ波放射の通過を著ろしく妨害し
ない他の物質製の容器に入れる。容器を好ましくは閉じ
て水を失なわないようにして、必要とする時間、反応物
をマイクロ波加熱する。
、3水和アルミナ又はアルミン酸ナトリウムから得られ
る。ナトリウムイオンを供給し、更11CpB制御を助
けるために水酸化ナトリウム型加えても良い。好ましく
は反応物は水溶性である。適切な割合の反応物の溶液k
、ガラス製又はマイクロ波放射の通過を著ろしく妨害し
ない他の物質製の容器に入れる。容器を好ましくは閉じ
て水を失なわないようにして、必要とする時間、反応物
をマイクロ波加熱する。
反応物混合物調製用の便利で好ましい方法はアルミン酸
ナトリウムと水酸化す) IJウムを含有する水浴液を
つくって、これを好ましくは攪拌しつつ、珪酸ナトリウ
ムの水溶液に加えることである。均質に迄又は形成した
ゲルが破壊されて均質となる迄又は形成したゲルが破壊
されるはy均質の混合物となる迄、系を攪拌する。ゼオ
ライトの形成及び結晶化時には反応中の集塊を攪拌する
必要がなく、また形成及び結晶化時の混合が有害でない
ことが知られているので、この混合後、攪拌を中止して
も良い。成分の当初の混合は便宜的に至温で行なうが、
これは臨界的では無い。
ナトリウムと水酸化す) IJウムを含有する水浴液を
つくって、これを好ましくは攪拌しつつ、珪酸ナトリウ
ムの水溶液に加えることである。均質に迄又は形成した
ゲルが破壊されて均質となる迄又は形成したゲルが破壊
されるはy均質の混合物となる迄、系を攪拌する。ゼオ
ライトの形成及び結晶化時には反応中の集塊を攪拌する
必要がなく、また形成及び結晶化時の混合が有害でない
ことが知られているので、この混合後、攪拌を中止して
も良い。成分の当初の混合は便宜的に至温で行なうが、
これは臨界的では無い。
操作上駒100℃の結晶化温度が符に好ましいが、約1
50℃迄の反応温度、常圧又はより高い温度では混合物
と平衡な水の蒸気圧に少な(とも相当する圧力で満足す
べき結果が得られろ。反応後、例えば濾過、洗浄、乾燥
によってNaA結晶を回収する。
50℃迄の反応温度、常圧又はより高い温度では混合物
と平衡な水の蒸気圧に少な(とも相当する圧力で満足す
べき結果が得られろ。反応後、例えば濾過、洗浄、乾燥
によってNaA結晶を回収する。
ゼオライトZsM−5は以下の方法で適切に製造できる
。
。
テトラアルキルアンモニウム化合物例えばテトラプロピ
ルアンモニウムブロマイド、第1A又はfJA族酸化物
例えば酸化す) IJウム、第■B族の酸化物、第1V
B族の酸化物、及びマイクロ波放射に共振する伝熱剤例
えば水及び/又は有機化合物例えばエチレングリコール
を含有し、且つ酸化物のモル比で表わして次の範囲: 表 I OB /’YO* 0.07 10.0 0.1
0.8 0.2 0.75H,010E 1
0−300 10−300 1O−300YOt/
FtOs 20−無限大 20−3000 4O−
200(但しR4はテトラアルキル基であり、Wは第L
IIB族の元素であり、セしてYは第1vB族の元素で
ある)に該当する組成を有する溶液′?:調製し、ゼオ
ライトの結晶が形成される迄所定条件に保持する。その
後、結晶を液体から分離して回収する。典型的な反応条
件は前記反応混合物を1時間乃至60日の間の75℃乃
至175℃の温度に加熱することから成る。より好まし
い温度範囲は100乃至175℃であり、温度がかかる
範囲であれば時間は6時間乃至8日であろう。
ルアンモニウムブロマイド、第1A又はfJA族酸化物
例えば酸化す) IJウム、第■B族の酸化物、第1V
B族の酸化物、及びマイクロ波放射に共振する伝熱剤例
えば水及び/又は有機化合物例えばエチレングリコール
を含有し、且つ酸化物のモル比で表わして次の範囲: 表 I OB /’YO* 0.07 10.0 0.1
0.8 0.2 0.75H,010E 1
0−300 10−300 1O−300YOt/
FtOs 20−無限大 20−3000 4O−
200(但しR4はテトラアルキル基であり、Wは第L
IIB族の元素であり、セしてYは第1vB族の元素で
ある)に該当する組成を有する溶液′?:調製し、ゼオ
ライトの結晶が形成される迄所定条件に保持する。その
後、結晶を液体から分離して回収する。典型的な反応条
件は前記反応混合物を1時間乃至60日の間の75℃乃
至175℃の温度に加熱することから成る。より好まし
い温度範囲は100乃至175℃であり、温度がかかる
範囲であれば時間は6時間乃至8日であろう。
結晶が形成される迄、ゲル粒子の熟成を実施する。反応
後、全体を室温に冷却し、濾過、水洗して固体生成物を
反応媒体から分離する。
後、全体を室温に冷却し、濾過、水洗して固体生成物を
反応媒体から分離する。
前記生成物は例えば110℃(230?)で8乃至24
時間乾燥する。勿論例えは真空下の室温という温和な条
件も所望によっては使用できる。
時間乾燥する。勿論例えは真空下の室温という温和な条
件も所望によっては使用できる。
ZSM−5は好ましくはアルミノシリケートとして形成
する。この組成物は適切が酸化物を供給する物fXを用
いて製造できる。アルミノシリケート用のかかる組成物
は、アルミン酸ナトリウム、アルミナ、硫酸ナトリウム
、珪酸ナトリウム、シリカヒドロシル、シリカゲル、珪
酸、水酸化ナトリウム又は他の第1A又は第fJA族水
酸化物、及びテトラアルキルアンモニウム化合物例えば
テトラプロピルアンモニウムブロマイドが包含される。
する。この組成物は適切が酸化物を供給する物fXを用
いて製造できる。アルミノシリケート用のかかる組成物
は、アルミン酸ナトリウム、アルミナ、硫酸ナトリウム
、珪酸ナトリウム、シリカヒドロシル、シリカゲル、珪
酸、水酸化ナトリウム又は他の第1A又は第fJA族水
酸化物、及びテトラアルキルアンモニウム化合物例えば
テトラプロピルアンモニウムブロマイドが包含される。
テトラプロピルアンモニウム化合物以外に、テトラメチ
ル、テトラエチル、又はテトラブチルアンモニウム化合
物が同様に使用できる。
ル、テトラエチル、又はテトラブチルアンモニウム化合
物が同様に使用できる。
グリコール例えばエチレングリコールもこの目的で有用
である。ZSM−5族の1員の製造用反応混合物に使用
される各酸化物成分は当初の反応物の1棟以上によって
供給でき、反応物が如何なる順序でも混合できることを
理解されたい。例えば酸化す) IJウムは水酸化ナト
リウムの水溶液又は珪酸すl−リウムの水溶液から供給
できる:テトラプロピルアンモニウムカチオンは水酸化
物で供給できる。反応混合物はバッチでも連続式でも調
製できる。結晶性金属オルガノシリケート組成物の結晶
サイズ及び結晶化時間は使用した反応混合物の性質、マ
イクロ波エネルギーの強度、その持続時間及び当業者に
自明な他の因子によって変る。
である。ZSM−5族の1員の製造用反応混合物に使用
される各酸化物成分は当初の反応物の1棟以上によって
供給でき、反応物が如何なる順序でも混合できることを
理解されたい。例えば酸化す) IJウムは水酸化ナト
リウムの水溶液又は珪酸すl−リウムの水溶液から供給
できる:テトラプロピルアンモニウムカチオンは水酸化
物で供給できる。反応混合物はバッチでも連続式でも調
製できる。結晶性金属オルガノシリケート組成物の結晶
サイズ及び結晶化時間は使用した反応混合物の性質、マ
イクロ波エネルギーの強度、その持続時間及び当業者に
自明な他の因子によって変る。
合成したままのZSM−5は当業者周知の方法に従って
さ1ざまの他のものと置換できる当初成分を有する可能
性がある。典型的な置換用成分には水素、アンモニウム
、アルキルアンモニウム、アリールアンモニウム、及び
Mllll外の金属とその混合物がある。例えば当初の
ナトリウムをアンモニウムで置換して水素型を製造でき
る。この組成物を次に例えば538℃(1000″F)
の温度でか焼してアンモニアを発生させて水素を組成物
中に残す。置換用金属の中で好ましいのは周期律表の第
■、1v及び1族の金属である。
さ1ざまの他のものと置換できる当初成分を有する可能
性がある。典型的な置換用成分には水素、アンモニウム
、アルキルアンモニウム、アリールアンモニウム、及び
Mllll外の金属とその混合物がある。例えば当初の
ナトリウムをアンモニウムで置換して水素型を製造でき
る。この組成物を次に例えば538℃(1000″F)
の温度でか焼してアンモニアを発生させて水素を組成物
中に残す。置換用金属の中で好ましいのは周期律表の第
■、1v及び1族の金属である。
次VCZsM−5結晶を好ましくは水洗して、66℃乃
至316℃(150″F乃至600下)の範囲の温度で
乾燥し、その後、突気又は他の不活性ガス中、260℃
乃至816’C(500下乃至1500”F)の範囲の
温度で1乃至48時間又はそれ以上の間、か焼する。Z
SM−5結晶は他の物質例えばアルミナ、シリカ、シリ
カ−アルミナ、シリカ−ジルコニア等と公知のようKm
合できる。
至316℃(150″F乃至600下)の範囲の温度で
乾燥し、その後、突気又は他の不活性ガス中、260℃
乃至816’C(500下乃至1500”F)の範囲の
温度で1乃至48時間又はそれ以上の間、か焼する。Z
SM−5結晶は他の物質例えばアルミナ、シリカ、シリ
カ−アルミナ、シリカ−ジルコニア等と公知のようKm
合できる。
本発明の結晶化方法で使用されるマイクロ波加熱は結晶
化機能だけでなく結晶化速度の増加も目的とする。ここ
で有効なマイクロ波エネルギーの周波数範囲は、約60
0乃至約50,000 i’dHZ ;好ましくは約9
00乃至約30000MHZ;よt)好ましくは約90
0乃至約3600MHZ最も好ましくは約916乃至約
2450MIIZの電磁放射である。マイクロ波エネル
ギーを適切にあてるために、結晶化媒体はマイクロ波エ
ネルギーを僅かしか又は全熱吸収しない物質、例えばポ
リテトラフルオロエチレン。
化機能だけでなく結晶化速度の増加も目的とする。ここ
で有効なマイクロ波エネルギーの周波数範囲は、約60
0乃至約50,000 i’dHZ ;好ましくは約9
00乃至約30000MHZ;よt)好ましくは約90
0乃至約3600MHZ最も好ましくは約916乃至約
2450MIIZの電磁放射である。マイクロ波エネル
ギーを適切にあてるために、結晶化媒体はマイクロ波エ
ネルギーを僅かしか又は全熱吸収しない物質、例えばポ
リテトラフルオロエチレン。
石英、セラミック、ポリプロピレン、ポリエチレン、あ
る種のポリエステル、アルミナ、ベリリア、ある種のシ
リコーン、する種のフェノール樹脂、及びポリフェニレ
ンオキサイド、製の容器に入れる必要がある。マイクロ
波エネルギーの吸収がかなり低いそれ以外の物質でここ
で有用な物質には、硬化エポキシ、アルキッド、ポリエ
ステル、ウレタン樹脂、ガラス、ポリアミド、ポリイミ
ド、ある種のフェノール、ある種のメラミン及びポリカ
ーボネート樹脂がある。
る種のポリエステル、アルミナ、ベリリア、ある種のシ
リコーン、する種のフェノール樹脂、及びポリフェニレ
ンオキサイド、製の容器に入れる必要がある。マイクロ
波エネルギーの吸収がかなり低いそれ以外の物質でここ
で有用な物質には、硬化エポキシ、アルキッド、ポリエ
ステル、ウレタン樹脂、ガラス、ポリアミド、ポリイミ
ド、ある種のフェノール、ある種のメラミン及びポリカ
ーボネート樹脂がある。
曲った導波管及び共振用空洞の両方とも、加熱すべき結
晶化媒体にマイクロ波放射をかける道具として使用でき
る。
晶化媒体にマイクロ波放射をかける道具として使用でき
る。
曲った導波管装置は比較的薄い床厚を必要とする欠点が
ある。この限界は、?IIa放射の伝播性とそれを中空
の導波管内に限定しておく必要性から生じる。加熱用に
!磁放射を最も良く利用するためには、加熱すべき結晶
化媒体を曲った導波管の中心を通過させる必要がある、
その理由は導波管の頂部と底部で電場がその最大値にあ
り、その側面ではその最低値にあるからである。薄い床
厚は比較的狭い導波管開口を必要とし;従って導波管外
への放射の漏洩の危険性は無い。床厚が増加するにつれ
て、開口の高さが増加して高い電界強度帯に入る迄にな
シ放射漏洩を生じて、全体的加熱効率が低下するように
なる。従って、床厚が限定されないので、好ましい結晶
化方法では共振用壁側装置を用いる。
ある。この限界は、?IIa放射の伝播性とそれを中空
の導波管内に限定しておく必要性から生じる。加熱用に
!磁放射を最も良く利用するためには、加熱すべき結晶
化媒体を曲った導波管の中心を通過させる必要がある、
その理由は導波管の頂部と底部で電場がその最大値にあ
り、その側面ではその最低値にあるからである。薄い床
厚は比較的狭い導波管開口を必要とし;従って導波管外
への放射の漏洩の危険性は無い。床厚が増加するにつれ
て、開口の高さが増加して高い電界強度帯に入る迄にな
シ放射漏洩を生じて、全体的加熱効率が低下するように
なる。従って、床厚が限定されないので、好ましい結晶
化方法では共振用壁側装置を用いる。
選定されたレベルのマイクロ波エネルギーをあてる時間
は大巾に変えられ、とにかく結晶化媒体の組成、装置の
構造とそれ以外の装置のファクターによるが、約30分
乃至約24時間又はそれ以上の時間が殆んどの場合適当
である。
は大巾に変えられ、とにかく結晶化媒体の組成、装置の
構造とそれ以外の装置のファクターによるが、約30分
乃至約24時間又はそれ以上の時間が殆んどの場合適当
である。
以下の例で本発明の(水熱的)結晶化方法を更に説明す
る。例中で使用したマイクロ波放射源は0−600ワツ
トの選択的電力出力と2450MEZのマイクロ波放射
を有する工業用のマイクロ波装置(CEMコーポレーシ
ョン、モデルMDS −81)である。
る。例中で使用したマイクロ波放射源は0−600ワツ
トの選択的電力出力と2450MEZのマイクロ波放射
を有する工業用のマイクロ波装置(CEMコーポレーシ
ョン、モデルMDS −81)である。
例 1゜
本例では本明細書のマイクロ波加熱方法に依るゼオライ
トNaAの製造法を説明し、得られた結晶を従来の水熱
的結晶化方法で得られたA’ a A結晶と比較する。
トNaAの製造法を説明し、得られた結晶を従来の水熱
的結晶化方法で得られたA’ a A結晶と比較する。
100tのA’ a A 10 tと342のA’ a
OEを520tの水に溶かした。56fの1ii−5
t、、PPGインダストリーズから入手した沈降性シリ
カ、を溶液に加えた。混合物を周囲温度で2時間熟成し
て、次に毛管排気口付の密閉ガラス製ジャー中で、マイ
クロ波放射下で結晶化した。50%出力でゼオライトN
cLAは5分以内に結晶化始めた。100℃の温度で約
12分で完全に結晶化する(表■参照)。
OEを520tの水に溶かした。56fの1ii−5
t、、PPGインダストリーズから入手した沈降性シリ
カ、を溶液に加えた。混合物を周囲温度で2時間熟成し
て、次に毛管排気口付の密閉ガラス製ジャー中で、マイ
クロ波放射下で結晶化した。50%出力でゼオライトN
cLAは5分以内に結晶化始めた。100℃の温度で約
12分で完全に結晶化する(表■参照)。
同一の結晶化媒体はスチーム函中の従来の水熱的結晶化
条件では、結晶化するの[2時間かかった。マイクロ波
結晶化の生成物は85%の結晶性で、2.28の5iO
v4JムO1と1.03のNa/Atを有していた。走
査電子顕微鏡写真はマイクロ波結晶化法で得られたゼオ
ライトNaAが、従来法で製造したゼオライトNaAよ
りも、よシ丸くなった縁を有し【おり、洗剤ビルダー用
途ではより好ましい性質を有していることを示していた
。
条件では、結晶化するの[2時間かかった。マイクロ波
結晶化の生成物は85%の結晶性で、2.28の5iO
v4JムO1と1.03のNa/Atを有していた。走
査電子顕微鏡写真はマイクロ波結晶化法で得られたゼオ
ライトNaAが、従来法で製造したゼオライトNaAよ
りも、よシ丸くなった縁を有し【おり、洗剤ビルダー用
途ではより好ましい性質を有していることを示していた
。
例 2゜
本例は本発明の方法に依るゼオライトZsM−5の製造
法を説明し、ゼオライl−従来の水熱的結晶化法で得ら
れたZSM−5と比較する・ 2501の水にISIのNaOH、30?のテトラプロ
ピルアンモニウムブロマイドを溶解し、575 ff)
Cab−0−Grリ−■ コロイダルシリカと2Ofの
ZSM−5の稲を次に加えて結晶化反応混合物を調製し
た。混合物の2002部分を毛管排気口付のガラス製ジ
ャー中でマイクロ波放射下で結晶化させた。300F、
2450iWHZ出力で、試料は100分以内に殆ん
ど完全に結晶化した。従来の結晶化方法を用いると同一
の処方で結晶化するのlc6時間かかった。(表■参照
) 例 3゜ 76重量部(以下°部”と略記)の水、1部の塩化ナト
リウム、23部のHiS4Lと3部のZSM−5の種の
混合物を、20部の水、2部の硫酸アルミニウム、6部
の50%水酸化す) IJウム溶液と11部のテトラプ
ロピルアンモニウムブロマイドの混合物と合併した、こ
の合併した混合物を三等分した。一方をポリテトラフル
オロエチレン瓶に入れて熱湯浴(90℃)中に6日間静
置した。合成混合物の残りの半分は同一の瓶に入れてマ
イクロ波装置に入れた。
法を説明し、ゼオライl−従来の水熱的結晶化法で得ら
れたZSM−5と比較する・ 2501の水にISIのNaOH、30?のテトラプロ
ピルアンモニウムブロマイドを溶解し、575 ff)
Cab−0−Grリ−■ コロイダルシリカと2Ofの
ZSM−5の稲を次に加えて結晶化反応混合物を調製し
た。混合物の2002部分を毛管排気口付のガラス製ジ
ャー中でマイクロ波放射下で結晶化させた。300F、
2450iWHZ出力で、試料は100分以内に殆ん
ど完全に結晶化した。従来の結晶化方法を用いると同一
の処方で結晶化するのlc6時間かかった。(表■参照
) 例 3゜ 76重量部(以下°部”と略記)の水、1部の塩化ナト
リウム、23部のHiS4Lと3部のZSM−5の種の
混合物を、20部の水、2部の硫酸アルミニウム、6部
の50%水酸化す) IJウム溶液と11部のテトラプ
ロピルアンモニウムブロマイドの混合物と合併した、こ
の合併した混合物を三等分した。一方をポリテトラフル
オロエチレン瓶に入れて熱湯浴(90℃)中に6日間静
置した。合成混合物の残りの半分は同一の瓶に入れてマ
イクロ波装置に入れた。
マイクロ波装置は溶液温度を約90℃に6日間保つよう
に設定されていた。6日後、両試料を洗浄、濾過、乾燥
した。
に設定されていた。6日後、両試料を洗浄、濾過、乾燥
した。
X線分析の結果で両側でZSM−5が合成されたことが
確認さね、化学分析と走査電子顕微鏡は両肌製法の生成
物が同一であることを示した。表■に結果を示す。
確認さね、化学分析と走査電子顕微鏡は両肌製法の生成
物が同一であることを示した。表■に結果を示す。
表
シリカ/アルミナ比
Na、5ut−%
N、wt、%
C,wt、%
吸着 wt、%
シクロヘキサン
外−ヘキサン
例 4゜
溶液(28,5%Sin、)、
■
3.9
9.0
4.8
9.8
7部の水、2部のZ、5M−5の
種と50部のエチレングリコールの混合物と合併した。
合併混合物をポリテトラフルオロエチレン瓶に入れてマ
イクロ波炉中KWいた。マイクロ波装雪は溶液温度を約
95℃に72時間保持するように設定した。72時間後
、試料を洗浄、濾過、乾燥した。X線分析でZSM−5
が合成されたことを確認した。
イクロ波炉中KWいた。マイクロ波装雪は溶液温度を約
95℃に72時間保持するように設定した。72時間後
、試料を洗浄、濾過、乾燥した。X線分析でZSM−5
が合成されたことを確認した。
例 5゜
水のすべてを等量のエチレングリコールに置換えた例4
と同一の配合処方を用いてZSM−5の合成を試みた。
と同一の配合処方を用いてZSM−5の合成を試みた。
水の唯一の残る源は珪酸す) IJウム溶液中に存在す
るものであった。合成混合物を例4記載の方法で処理し
た。72時間後、試料を洗浄、濾過、乾燥した。X@分
析でZSM−5が合成されたことを確認した。
るものであった。合成混合物を例4記載の方法で処理し
た。72時間後、試料を洗浄、濾過、乾燥した。X@分
析でZSM−5が合成されたことを確認した。
例 6゜
1重量部(以下°部”と略記)の硫酸アルミニウムと2
7部の水の混合物を14部のH45tL(無定形シリカ
)、3部の50%水酸化ナトリウム溶液、27部の水、
4部のZSM−5の糧と76部のエチレングリコールの
混合物と合併した。この合併混合物をポリテトラフルオ
ロエチレン瓶に入れて例4記載の方法で処理した。72
時間、X線分析でZSM−5が合成されたことが確認さ
れた。
7部の水の混合物を14部のH45tL(無定形シリカ
)、3部の50%水酸化ナトリウム溶液、27部の水、
4部のZSM−5の糧と76部のエチレングリコールの
混合物と合併した。この合併混合物をポリテトラフルオ
ロエチレン瓶に入れて例4記載の方法で処理した。72
時間、X線分析でZSM−5が合成されたことが確認さ
れた。
同
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、a)結晶化性の物質及びマイクロ波エネルギーに共
振する伝熱剤を含む結晶化媒体を調製し; b)結晶化媒体にマイクロ波エネルギーをかけて結晶化
性の物質を結晶化させることを特徴とする結晶化方法。 2、伝熱剤が水である請求項1記載の結晶化方法。 3、伝熱剤が有機物質である請求項1記載の結晶化方法
。 4、結晶化性の物質が多孔質結晶性物質の前駆体である
請求項1記載の結晶化方法。 5、前駆体が多孔質結晶性メタロホスフエート物質の前
駆体である請求項4記載の結晶化方法。 6、結晶化性の物質が多孔質結晶性メタロシリケートゼ
オライト物質の前駆体である請求項1記載の結晶化方法
。 7、メタロシリケートゼオライト物質がゼオライトA、
L、X、Y、ZK−4、ZK−5、ZSM−4、ZSM
−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−20、Z
SM−22、ZSM−23、ZSM−34、ZSM−3
5、ZSM−48及びZSM−51から成る群から選ば
れたものである請求項6記載の結晶化方法。 8、ゼオライトがアルミニウムを含有する結晶性骨格構
造を有する請求項7記載の結晶化方法。 9、マイクロ波エネルギーの周波数範囲が600乃至5
0,000MHZである請求項1乃至8のいずれか1項
に記載の結晶化方法。 10、マイクロ波エネルギーの周波数範囲が900乃至
3600MHZである請求項1記載の結晶化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24118988A JPH0295435A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | マイクロ波放射を利用する結晶化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24118988A JPH0295435A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | マイクロ波放射を利用する結晶化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0295435A true JPH0295435A (ja) | 1990-04-06 |
Family
ID=17070545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24118988A Pending JPH0295435A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | マイクロ波放射を利用する結晶化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0295435A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029716A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 結晶性リン酸アルミニウム水和物の合成方法 |
KR100411194B1 (ko) * | 2000-11-03 | 2003-12-18 | 한국화학연구원 | 연속식 마이크로파 합성법을 이용한 무기소재의 제조방법및 그 장치 |
JP2009544552A (ja) * | 2006-07-21 | 2009-12-17 | バーラト ペトローリアム コーポレーション リミテッド | 微孔質結晶性シリコアルミノ/(メタロ)アルミノリン酸塩分子篩およびその合成方法 |
JP2020033242A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 水澤化学工業株式会社 | o−キシレン吸着性に優れたMFI型ゼオライト及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP24118988A patent/JPH0295435A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029716A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 結晶性リン酸アルミニウム水和物の合成方法 |
KR100411194B1 (ko) * | 2000-11-03 | 2003-12-18 | 한국화학연구원 | 연속식 마이크로파 합성법을 이용한 무기소재의 제조방법및 그 장치 |
JP2009544552A (ja) * | 2006-07-21 | 2009-12-17 | バーラト ペトローリアム コーポレーション リミテッド | 微孔質結晶性シリコアルミノ/(メタロ)アルミノリン酸塩分子篩およびその合成方法 |
JP2020033242A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 水澤化学工業株式会社 | o−キシレン吸着性に優れたMFI型ゼオライト及びその製造方法 |
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